Установка для испытания на ползучесть паропроводов внутренним давлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 332 9) ОПИСАН ОБРЕТЕ юл, Ь 9 филиал Всесо научно-иссле Ф.Э,Дзержинс тин, Г.А.Боло юзного теплодовательскогокого ов и А,Д,Кра тво СССР2, 1985ИСПЫТАНИЯ НАОВОДОВ ВНУТится к испытательо к испытаниям на ия - повышение ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТАНОВКА ДЛЯПОЛЗУЧЕСТЬ ПАРОПРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ(5)5 6 01 й 3/08/И 01 М 3 точности и надежности за счет периодиче-, ских измерений ползучести трубопроводов различных сечений и гибов, Испытуемый паропровод 6 сообщен с парогенератором 2 рабочего давления и парогенератором 16 эталонного давления двумя пароперегревателями 21 и 22, термостатическим накопителем 23 дренажа и водоподогревателем 24. Вырабатывают пар с заданными параметрами: температурой и давлением. Нагревают среду в паропроводе б и сообщают его с парогенератором 16 эталонного давления, Сбрасывают пар в накопитель 23 соединяют паропровод 6 с парогенератором 2 )абочего давления. Выдерживают заданное время, Периодически производят измерения полэучести. 2 э.п.ф-лы, 1 ил.2510 Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.Цель изобретения - повышение точности и надежности эа счет периодических измерений ползучести трубопроводов различных сечений и гибов.На чертеже представлена схема установки.Установка содержит электронагреватель 1, парогенератор 2 рабочего давления, еоединенный первым трубопроводом 3 через первый клапан 4 с измерительной камерой 5, образованной испытуемым паропроводом б, торцовыми стенками 7 и 8 и сердечником 9, выполненным полым с паровой камерой 10, электронагреватель 11 измерительной камеры 5, первый датчик 12 температуры пара и первый датчик 13 давления пара, установленные в измерительной камере 5, второй датчик 14 температуры пара и второй датчик 15 давления пара, установленные в парогенераторе 2, блок задания программы (не показан), парогенератор 16 эталонного давления трубчатой формы с торцовыми стенками 17 и 18, снабженный регулятором 19 температуры, термостатический регулятор 20 давления пара, первый 21 и второй 22 пароперегреватели, термостатический накопитель 23 дренажа и водоподогреватель 24, электронагреватели 25-30 тепловых узлов. Парогенератор 16 эталонного давления соединен вторым трубопроводом 31 через второй клапан 32 пуска с измерительной камерой 5 и снабжен установленными в нем третьим датчиком 33 тепературы пара. третьим датчиком 34 давления пара, Термический регулятор 19 температуры выполнен в виде цилиндра с размещенными в нем тепловыделяющими элементами 35 и 36 и закреплен соосно в торцовых стенках 17 и 18 парогенератора 16, который третьим трубопроводом 37 через первый клапан 38 доэирования пара и дроссельную шайбу 39 соединен с термостатическим регулятором 20 давления, снабженным четвертым датчиком 40 температуры пара, и соединен четвертым трубопроводом 41 через второй клапан 42 доэирования пара с парогенератором 2 Первый 21 и второй 22 пароперегреватели снабжены пятым 43 и шестым 44 датчиками температуры пара, пятым 45 и шестым 46 трубопроводами, через третий 47 и четвертый 48 клапаны дозировния пара и дроссельные шайбы 49 и 50 соединены с паровой камерой 10 сердечника 9, Термостатический накопитель 23 дренажа и водо- подогреватель 24 размещены в тепловой камере 51, соединены теплопроводным на 15 20 25 30 35 40 45 50 55 садком 52 в один блок и отделены один от другого слоем 53 тепловой изоляции. снабжены седьмым 54 и восьмым 55 датчиками температуры, четвертым 56 и пятым 57 датчиками давления и фильтрами 58 и 59 Накопитель 23 дренажа седьмым трубопроводом 60 через первый сбросный клапан 61 и конфузор 62 соединен с измерительной камерой 5, восьмым трубопроводом 63 через второй сбросный клапан 64 соединен с парогенератором 2. девятым трубопроводом 65 через первый перепускной клапан 66 соединен с водоподогревателем 24, который десятым трубопроводом 67 через пятый клапан 68 дозирования соединен с парогенератором 16, одиннадцатым трубопроводом 69 через шестой клапан 70 дозирования и сопло 71 соединен с измерительной камерой 5. Конфуэор 62 на седьмом трубопроводе 60 и сопла 71 на одиннадцатом трубопроводе 69 введены в измерительную камеру 5 и установлены соосно в приданной зоне между сердечником 9 и паропроводом б.Установка работает следующим образом.Включают электронагреватели 1 и 11, с помощью которых производится нагрев парогенератора 2 рабочего давления, испытуемого паропровода б, парогенератора 16 эталонного давления, при этом в парогенераторах 2 и 16 вырабатывается пар с заданными параметрами: температурой и давлением. В измерительной камере 5 атмосферное давление Ри= 1. Температура и давление паоа в паоогенераторах 2 и 16 контролируются датчиками 14, 15, 33 и 34. Температура и давление среды в измерительной камере контролируются датчиками 12 и 13. До начала испытаний паропровода 6 рабочим давлением пара Рр среду в измерительной камере 5 нагревают до температуры пара эталонного давления, открывают клапан 32 пуска, и пар иэ парогенератора 16 по трубопроводу 31 через открытый клапан 32 поступает в измерительную камеру 5 и заполняет ее пространство между паропроводом б, стенками 7 и 8 и сердечником 9.После подачи в измерительную камеру 5 пара эталонного давления Р с помощью датчика 13 считывают величину начального давления Рп, закрывают клапан 32 на трубопроводе 31 и отключают измерительную камеру 5 от парогенератора 16 эталонного давления. Открывают клапан 61 и по трубопроводу 60 через конфуэор 62 сбрасывают пар из измерительной камеры 5 в термостатический накопитель 23 дренажа, При падении давления в измерительной камере, контролируемого датчиком 13, до ве 1633322510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 личины, близкой к атмосферному давлению, клапан 61 на трубопроводе 60 закрывается, и измерительная камера 5 отключается от накопителя 23 дренажа, Открывают клапан 4 на трубопроводе 3 и соединяют измерительную камеру 5 с парогенератором 2 рабочего давления, Через открытый клапан 4 по трубопроводу 3 в измерительную камеру 5 подают пар рабочего давления Рр, например под давлением 240-255 кг/см при 540 г560 С и в течение заданного интервала времени выдерживают испытуемый паропровод 6 под внутренним давлением Рр. Под действием температуры и внутреннего давления пара в испытуемом паропроводе возникает ползучесть, которая распространяется в радиальном направлении, в результате чего обьем испытуемого паропровода увеличивается.По истечении заданных интервалов времени периодически производят измерения ползучести. для чего закрывают клапан 4 на трубопроводе 3 и отключают измерительную камеру 5 от парогенератора 2 рабочего давления, Поступление пара из парогенератора 2 в измерительную камеру 5 прекращается. Включают электронагреватель 30, с помощью которого нагревают термостатический водоподогреватель 24, в котором находится холодный конденсат. Конденсат нагревается, при этом температура и давление среды в водоподогревателе контролируются датчиками 55 и 57 При включенном электронагревателе 30 одновременно нагревается теплопроводный насадок 52, передающий ограниченное количество тепла термостатическому накопителю 23 дренажа. Находящийся в нем конденсат в меньшем количестве, чем в водоподогревателе, также подогревается, а его температура и давление контролируются датчиками 54 и 56, Одновременно в результате передачи тепла от теплопроводного насадка подогревается корпус накопителя дренажа. При достижении заданной температуры конденсата в водоподогревателе 24 конденсат в накопителе 23 дренажа слабо подогрет, а давление среды в нем много меньше давления среды в водоподогревателе. Создание разности температур и давлений среды в укаэанных тепловых узлах обусловлено предстоящей подготовкой впрыска конденсата в измерительную камеру 5. Устойчивое поддержание заданных параметров среды в водоподогревателе 24 и в накопителе 23 дренажа обеспечивается наличием тепловой камеры 51, в которой размещены накопитель дренажа и водоподогреватель, а интенсивность передачи тепла от водоподогревателя к накопителю дренажа ограничена слоем 53 тепловой изоляции,Для подготовки измерительной камеры 5 к последующей опрессовке паром эталонного давления Рэ открывают сбросный клапан 61 на трубопроводе 60 и соединяют измерительную камеру 5 с накопителем 23 дренажа. Находящийся в измерительной камере 5 под давлением пар через конфузор 62 и клапан 61 по трубопроводу 60 в реэультате разности давления в сосудах сбрасывается в накопитель 23 дренажа, после чего открывается клапан 70 на трубопроводе 69, соединяющий водоподогреватель 24 с измерительной камерой 5, при этом осуществляется впрыск горячего конденсата высокого давления иэ водоподогревателя 24 через клапан 70 по трубопроводу 69 и из сопла 71 в измерительную камеру 5, Так как в процес- се испытаний на длительную прочность на внутренней поверхности испытуемого паропровода б и на сердечнике 9 происходит образование слоя окалины, которая может повлиять на изменение объема измерительной камеры, производится периодическая промывка измерительной камеры 5 горячим конденсатом и удаление окалины, Для повышения эффективности струйной очистки конденсат подается в камеру через сопло 71, а удаление конденсата и образующихся продуктов очистки, в том числе окалины, производится через конфуэор 62. Как показывает практика испытаний, трех-четырехразового кратковременного открытия клапана 70 дозирования достаточно для очистки сосуда от внутренних отложений. Сопло 71 и конфузор 62 устанавливаются в толстых торцовых стенках 7 и 8 и таким образом вводятся в измерительную камеру 5 как для усиления воздействия струи конденсата на отложения, так и для полноты улавливания отложений на выходе из измерительной камеры, Так как выполнение отложений и их концентрация наблюдаются в придонной зоне между стенками паропровода б и сердечника 9, в этой же зоне установлены сопло и конфузор, причем сопло и конфузор соосно ус ановлены для улучшения процесса очистки измерительной камеры прямым струйным выхлопом конденсата иэ сопла в конфуэор. После окончания очистки измерительной камеры 5 от отложений клапан 70 закрывается, и измерительная камера 5 отключается от водоподогревателя 24. Включают электронагреватели 25и 26, с помощью которых производится нагрев эталонного парогенератора 16 и термостатического регулятора 20 давления пара, Так какс помощью электронагревателя 25 трудно осуществить поддержание температуры в5 10 заданных пределах, в парогенератор 16 введен регулятор 19 температуры, обеспечивающий с помощью тепловыделяющих элементов 35 и 36 точное регулирование температуры, В результате нагрева парогенератора как со стороны электронагревателя 25, так и со стороны регулятора 19 в парогенераторе 16 поддерживается температура пара в заданных пределах. Так как в процессе нагрева парогенератора 16 клапан 68, соединяющий парогенератор 16 с водоподогревателем 24, закрыт, а давление пара в парогенераторе 16 отклоняется от заданных пределов, включается в работу термостатический регулятор 20 давления пара, е котором температура среды соответствует температуре пара в эталонном парогенераторе 16 и контролируется датчиком 40, а давление среды много ниже, чем в парогенераторе 16, В парогенератор 16 перед началом работы конденсат подается из водоподогревателя в количестве, превышающем расчетную массу воды, поэтому давление в нем при нагреве превышает заданные значения. Для снижения давления пара в парогенераторе 16 открывают клапан 38, соединяющий паоогенератор 16 с термостатическим регулятором 20 давления, при этом пар из парогенератора 16 по трубопроводу 37 через клапан 38 и дроссельную шайбу 39 поступает в регулятор 20 давления. Дозированный выхлоп пара из парогенератора 16 в регуляторе 20 осуществляется путем кратковременного открытия клапана 38 до тех пор, пока давление в парогенераторе 16 не будет снижено и не достигнет заданных значений, после чего клапан 38 закрывается, и парогенератор 16 отклЮчается от регулятора 20 давления. В результате действия регулятора 19 температуры и термостатического регулятора 20 давления обеспечиваются точное регулирование нагрузки и вывод парогенератора 16 на заданные параметры, Одновременно с нагревом парогенератора 16 включают электронагреватели 25 и 28, с помощью которых производят нагрев пароперегревателей 21 и 22, В результате нагрева конденсат в пароперегревателях превращается в пар и перегревается. Температура пара в них контролируется датчиками 43 и 44.Для повышения точности измерений необходимо, чтобы температура среды в измерительной камере 5 при опрессовке паром эталонного давления Рэ соответствовала температуре пара в парогенераторе 16.В результате большой массы металла в измерительной камере 5 и невозможности поддержания заданной температуры по сечению путем нагрева со стороны электро 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нагревателя 11 нагрев среды в измерительной камере 5 ведется с помощью сердечника, полость которого представляет собой паровую камеру 10, соединенную с пароперегревателями 21 и 22, температура пара в одном из которых равна значению заданной температуры пара в измерительной камере, в другом - выше заданной температуры, При открытых клапанах 47 и 48 паровая камера 10 соединяется с пароперегревателями 21 и 22, и перегретый пар по трубопроводам 45 и 46 через клапаны 47 и 48 и дроссельные шайбы 49 и 50 из пароперегревателей 21 и 22 поступает в паровую камеру 10, Путем регулирования температуры в пароперегревателях 21 и 22 достигается необходимая температура пара в паровой камере 10 и в результате теплообмена сердечника 9 со средой достигается заданная температура среды в измерительной камере, контролируемая датчиком 12, и соответствующая температура пара в даро- генераторе 16, При равенстве температуры среды в измерительной камере 5 и температуры пара в парогенератора 16 открывают клапан 32 и соединяют измерительную камеру 5 с парогенератором 16, Пар иэ парогенератора 16 по трубопроводу 31 через клапан 32 поступает в измерительную камеру 5 и заполняет все ее пространство,Суммарный объем сосудов, соединенных трубопроводом 31,возрастает, а давление пара снижается. С помощью датчика 13 считывают полученное промежуточное значение давления Рп, сравнивают результат с величиной начального давления Роп и определяют полэучесть Е испытуемого паропровода на основании зависимости(ДР) о где ЛР = Рп- Рп,после чего производят выхлоп пара из измерительной камеры в накопитель дренажа и отключают измерительное устройство от измерительной камеры. Соединяют измерительную камеру 5 с парогенератором рабочего давления, Последующие измерения ползучести ведут в том же порядке, как описано,В тепловой схеме установки термостатический регулятор 20 соединен с парогенератором 2 рабочего давления, и при открытом клапане 42 по трубопроводу 41 осуществляются или подпитка паром регулятора давления, или сброс пара из регулятора в парогенератор 2. Электронагреватель 29 накопителя 23 дренажа включают в том случае, если количество конденсата в нем превышает количество конденсата в водоподогревателе 24. Нагревают накопи 1633322 10тель дренажа и доводят давление среды в нем выше давления среды в водоподогревателе, после чего открывают перепускной клапан 66 и соединяют накопитель дренажа с водоподофевателем. Конденсат высокого давления иэ накопителя дренажа через клапан 66 по трубопроводу 65 впрыскивается в водоподогреватель, увеличивая в нем количество конденсата, после чего клапан 66 закрывается, и накопитель дренажа отключается от водоподогревателя.Клапан 68 на трубопроводе 67, соединяющем водоподогреватель 24 с парогенератором 16, постоянно закрыт. Клапан 68 открывают при отключенном парогенераторе 16, когда давление среды в нем близко к атмосферному давлению, для подпитки парогенератора 16 конде нсатом из водоподогревателя 24.Для повышения точности измерений датчик 12 температуры пара в измерительной камере 5 выполнен с возможностью взаимодействия с датчиком 33 температуры , в парогенераторе 16 и с клапаном 32 пуска на трубопроводе 31, соединяющем измерительную камеру 5 с парогенератором 16, в результате чего обеспечивается открытие клапана 32 при равенстве значений температуры среды в измерительной камере и в парогенераторе 16, Датчик 12 выполнен также с воэможностью взаимодействия с датчиками 43 и 44 температуры пара в пароперегревателях 21 и 22, с клапанами 47 и 48 на трубопроводах 45 и 46, в результате чего обеспечивается открытие клапанов при соответствии заданных значений температуры пара в пароперегревателях 21 и 22 значению температуры среды в излерител ьной камере. Датчик 33 температуры пара в парогенераторе 16 выполнен с воэможностью взаимодействия с датчиком 40 температуры пара в термостатическом регуляторе 20 давления и с клапаном 38, в результате чего обеспечивается открытие клапана 38 при равенстве значений температуры пара в парогенераторе 16 и в регуляторе 20 Датчик 33 выполнен также с возможностью взаимодействия с датчиком 13 давления пара в измерительной камере 5, в результате чего открытие клапана 32 обеспечивается как при равенстве значений температуры в измерительной камере и в парогенераторе 16, так и при заданномзначении давления среды в измерительной камере 5, а датчик 57 давления в водоподогревателе 24 выполнен с возможностью взаимодействия с датчиком 34 давления в парогенераторе 16 и с клапаном 68 на трубопроводе 67, соединяющем водоподогреватель 24 с парогенератором 16, в результате чего открытие клапана 68 обеспечивается при заданных значениях давления среды в водоподогревателе 24 и в парогенераторе 16, а выполнение датчика с возможностью взаи модействия с датчиком 13 давления и клапаном 70 на трубопроводе 69, соединяющем водоподогреватель 24 с измерительной камерой 5, обеспечивает открытие клапана 70 при заданных значениях давления среды в 10 измерительной камере и в водоподогревателе,Датчик 57 выполнен также с воэможностью взаимодействия с датчиком 56 давления в накопителе 23 дренажа и с 15 перепускным клапаном 66 на трубопроводе65, соединяющем накопитель 23 дренажа с водоподогревателем 24, в результате чего обеспечивается открытие клапана 66 при заданных значениях давления среды в нако пителе 23 и в водоподогревателе 24,Формула изобретения 1. Установка для испытания на полэучесть паропроводов внутренним давлени ем, содержащая парогенератор рабочегодавления для подачи пара в полость паропровода, злектронагреватель для испытуемого паропровода, полый сердечник, предназначенный для размещения внутри 30 паропровода, датчики давления и температуры и связанный с последними блок задания программы, от л и ч а ю ща я с ь тем, что, с целью повышения точности и надежности эа счет периодических измерений 35 полэучести грубопроводов различных сечений и гибов, она снабжена парогенератором эталонного давления для подачи пара в полость паропровода с размещенным в его полости регулятором температуры, сооб щенным с этим парогенератором термостатическим регулятором давления, двумя пароперегревателями, сообщенными с полостью сердечника, термостатическим накопителем дренажа с фильтром и 45 водоподогревателем с фильтоом, предназначенным для подачи и слива среды в паропроводе, сообщенными между собой посредством теплопроводного насадка и трубопровода, термостатический регулятор 50 давления сообщен с парогенератором рабочего давления, который сообщен с полостью накопителя дренажа, парогенератор эталонного давления сообщен с полостью водо- подогревателя, сообщение всех элементов 55 между собой осуществляется посредствомтрубопроводов и соответствующих им клапанов, а датчики давления и температуры установлены на каждом элементе2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что регулятор температуры выпол1 г 16 зззгг Составитель В, ЛазареваТехред М.Моргентал Корректор В. Гирняк Редактор Л. Зайцева Заказ 613 Тираж 396 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нен в виде цилиндра с размещенными в нем тепловыделяющими элементами,3, Установка по и. 1,отл ич а юща яс я тем, что накопитель дренажа и водоподогреватель предназначены для сообщения с паропроводом посредством соотввтственно конфузора и сопла в его придоннойзоне,